DE69328788T2 - REDOX COPOLYMERS AND THEIR USE IN THE PRODUCTION OF MIXED CONDUCTIVE MATERIAL - Google Patents

REDOX COPOLYMERS AND THEIR USE IN THE PRODUCTION OF MIXED CONDUCTIVE MATERIAL

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Copolymere und ihre Verwendung zur Herstellung von Materialien mit gemischter Leitfähigkeit.The present invention relates to copolymers and their use for producing materials with mixed conductivity.

Es sind Polymerelektrolyten bekannt, die durch Lösen eines Salzes in einem solvatisierenden Polymer erhalten werden, das Heteroatome umfasst. Derartige Elektrolyten, die Ionenleitfähigkeit aufweisen und deren Lösungsmittel ein Polyethylenoxid oder ein Ethylenoxid-Copolymer ist, werden beispielsweise in der der EP-A-13.199 (M. Armand, M. Duclot) beschrieben. Diese Polymerelektrolyten besitzen zahlreiche Anwendungsgebiete, insbesondere auf dem Gebiet von elektrochemischen Stromerzeugern, Lichtmodulationssystemen (M. Armand et al., EP-87401555), Messwandlern, beispielsweise für Selektiv- oder Bezugsmembranen (A. Hammou et al., FR 86.09602).Polymer electrolytes are known which are obtained by dissolving a salt in a solvating polymer comprising heteroatoms. Such electrolytes, which have ionic conductivity and whose solvent is a polyethylene oxide or an ethylene oxide copolymer, are described, for example, in EP-A-13.199 (M. Armand, M. Duclot). These polymer electrolytes have numerous fields of application, in particular in the field of electrochemical power generators, light modulation systems (M. Armand et al., EP-87401555), transducers, for example for selective or reference membranes (A. Hammou et al., FR 86.09602).

Es sind auch Materialien bekannt, die gemischte Leitfähigkeit aufweisen, d. h. in denen eine gleichzeitige Verlagerung von Ionen und Elektronen stattfindet. Diese Materialien können sogenannte Insertionsmaterialien sein, wovon jene Materialien genannt werden können, die durch Lösen von Lithium in einem Disulfid, beispielsweise Titandisulfid, oder in einem Oxid, beispielsweise den Vanadiumoxiden VOx (x ≥ 2,1) und Manganoxiden gebildet werden. Derartige Materialien sind als Elektrodenmaterialien von Interesse. Die Energie, die sie pro Masseneinheit speichern können, ist hoch, aber ihre Kinetik und ihre Leistung können einschränkend sein. Außerdem können sie durch Überladung oder Über-Entladung zerstört werden.Materials are also known that have mixed conductivity, i.e. in which a simultaneous displacement of ions and electrons takes place. These materials can be so-called insertion materials, among which can be mentioned those materials that are formed by dissolving lithium in a disulfide, for example titanium disulfide, or in an oxide, for example the vanadium oxides VOx (x ≥ 2.1) and manganese oxides. Such materials are of interest as electrode materials. The energy they can store per unit mass is high, but their kinetics and their performance can be limiting. In addition, they can be destroyed by overcharge or over-discharge.

Mischleitfähigkeit in heterogenen Phasen wird durch Dispersion leitfähiger Teilchen, wie z. B. Rußen, in Polymeren erzielt, beispielsweise durch Dispersion von Ruß in ionenleitenden Polymeren. Diese Gemische werden insbesondere in elektrochemischen Stromerzeugern eingesetzt, um einen guten Austausch von Ionen und Elektronen mit den Elektrodenmaterialien, wie z. B. den Einbauverbindungen, zu erzielen. Es ist bei diesen Gemischen dennoch schwierig, vollständige Durchdringung im mikroskopischen Bereich zu erzielen. Insbesondere erhöhen die Ruße die Viskosität der Zusammensetzungen beträchtlich, was eine schlechte Benetzung von Körnern aus dem Elektrodenma terial und das Vorhandensein von Restporosität zur Folge hat, die den Scheinwiderstand des Mediums erhöht.Mixed conductivity in heterogeneous phases is achieved by dispersing conductive particles, such as carbon blacks, in polymers, for example by dispersing carbon black in ion-conducting polymers. These mixtures are used in particular in electrochemical power generators to achieve a good exchange of ions and electrons with the electrode materials, such as the built-in compounds. It is nevertheless difficult to achieve complete penetration at the microscopic level with these mixtures. In particular, the carbon blacks increase the viscosity of the compositions considerably, which leads to poor wetting of grains from the electrode material. material and the presence of residual porosity, which increases the apparent resistance of the medium.

Es sind auch Polymere bekannt, die konjugierte π-Bindungen besitzen und im Wesentlichen Ionenleitfähigkeit aufweisen. Sie werden nach dem Einbau von Ionen- (Anionen- oder Kationen-) Spezies, die den Verlust oder Gewinn von Elektroden des Netzwerks von π-Orbitalen ausgleichen, leitfähig. Diese Materialien weisen metallische Leitfähigkeit auf und stellen keine Lösungsmittel dar. Die Mobilität von Ionenspezies, die zum Ausgleich von Ladungen dienen, ist aufgrund der Starrheit des Polymernetzwerks sehr gering. Außerdem ist die Formgebung dieser Materialien aufgrund ihrer unschmelzbaren und im Allgemeinen unlöslichen Beschaffenheit schwierig.Polymers are also known that have conjugated π-bonds and are essentially ionic. They become conductive after the incorporation of ionic (anion or cation) species that compensate for the loss or gain of electrodes of the network of π-orbitals. These materials have metallic conductivity and are not solvents. The mobility of ionic species that serve to compensate for charges is very low due to the rigidity of the polymer network. In addition, the molding of these materials is difficult due to their infusible and generally insoluble nature.

Aus M. Watanabe et al., Electrochimica Acta 37(9), 1521 (1992), kennt man Materialien mit gemischter Leitfähigkeit (im folgenden Mischleitfähigkeit), die entweder durch Lösen von LiClO&sub4; und LiTCNQ in einem Polyethylenoxid oder durch radikalische Copolymerisation von Vinylferrocen und Oligoethylenglykolacrylsäureestern erhalten wird. Die erhaltenen statistischen Copolymere weisen einen verringerten Bereich chemischer und elektrochemischer Stabilität auf, und die einzigen einsetzbaren Redoxmoleküle sind bei radikalischer Polymerisation aktive Redoxmoleküle, was die Wahl der Materialien beträchtlich einschränkt. Außerdem ermöglicht die erhaltene Kamm- Struktur des Polymers den Redoxfunktionen tragenden Einheiten kaum, eine Elektronenaustausch begünstigende Packung zu bilden.From M. Watanabe et al., Electrochimica Acta 37(9), 1521 (1992), materials with mixed conductivity (hereinafter mixed conductivity) are known, which are obtained either by dissolving LiClO4 and LiTCNQ in a polyethylene oxide or by radical copolymerization of vinylferrocene and oligoethylene glycol acrylic acid esters. The statistical copolymers obtained have a reduced range of chemical and electrochemical stability, and the only redox molecules that can be used are redox molecules that are active in radical polymerization, which considerably limits the choice of materials. In addition, the resulting comb structure of the polymer hardly allows the units carrying redox functions to form a packing that favors electron exchange.

Aus der EP-A-0.033.015 kennt man Polymere, die aus Napthalindiimid-Einheiten gebildet sind, die über Segmente, die 0 bis 3 Alkylenoxid-Einheiten umfassen, oder durch Segmente, die 1 bis 5 Alkylenimin-Einheiten umfassen, verbunden sind, wobei die Alkylengruppe in beiden Fällen zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatome aufweist. Derartige Polymere weisen aufgrund der Tatsache, dass die Alkylenoxid- oder Alkylenimin-Segmente eine Packung der Redoxfunktionen ermöglichen, gute Elektronenleitfähigkeit auf. Die Verbindungssegmente sind jedoch zu kurz, um dem Polymer die Solvatisierungseigenschaften zu verleihen, die notwendig sind, um ihm Ionenleiteigenschaften zu verleihen.EP-A-0.033.015 discloses polymers formed from naphthalene diimide units linked by segments comprising 0 to 3 alkylene oxide units or by segments comprising 1 to 5 alkylene imine units, the alkylene group in both cases having between 1 and 4 carbon atoms. Such polymers have good electronic conductivity due to the fact that the alkylene oxide or alkylene imine segments enable packing of the redox functions. However, linker segments are too short to provide the polymer with the solvation properties necessary to impart ionic conductivity.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, makromolekulare Materialien bereitzustellen, die gleichzeitig gute Mischleitfähigkeitseigenschaften und gute mechanische Eigenschaften aufweisen.The aim of the present invention is to provide macromolecular materials which have good mixed conductivity properties and good mechanical properties at the same time.

Zu diesem Zweck hat die vorliegende Erfindung Copolymere zum Gegenstand.For this purpose, the present invention relates to copolymers.

Die Erfindung hat auch Materialien mit Mischleitfähigkeit zum Gegenstand, deren Lösungsmittel im Wesentlichen aus zumindest einem der obengenannten Copolymere besteht.The invention also relates to materials with mixed conductivity, the solvent of which consists essentially of at least one of the above-mentioned copolymers.

Schließlich hat die Erfindung verschiedene Anwendungen dieser Copolymere und Materialien mit Mischleitfähigkeit zum Ziel.Finally, the invention aims at various applications of these copolymers and materials with mixed conductivity.

Ein Copolymer gemäß vorliegender Erfindung ist ein Segmentcopolymer, das im Wesentlichen aus gleichen oder unterschiedlichen organischen Segmenten A mit einer Valenz i, wobei gilt: 1 ≤ i ≤ 6, und aus gleichen oder unterschiedlichen organischen Segmenten B mit einer Valenz j, wobei gilt: 1 ≤ j ≤ 6, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente B Redoxeigenschaften aufweisen, dass die Segmente A solvatisierende Segmente sind, die aus Homopolymeren von Ethylenoxid oder Propylenoxid, Copolymeren von Ethylenoxid und Propylenoxid und Copolymeren von Ethylenoxid oder Propylenoxid mit einem durch Bildung von Etherbindungen polymerisierbaren Comonomer ausgewählt sind, dadurch, dass jedes Segment A über eine Gruppe Y mit zumindest einem Segment B verbunden ist und jedes Segment B über eine Gruppe Y mit zumindest einem Segment A verbunden ist, wobei die Gruppe Y aus Ether-, Thioether-, sekundären Amino-, tertiären Amino-, sekundären Amid-, tertiären Amid-, Imid-, quaternären Ammonium- und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung aufweisenden Gruppen ausge wählt ist, sowie dadurch, dass das gewichtete Molmittel von i und das gewichtete Molmittel von j jeweils ≤ 2 sind.A copolymer according to the present invention is a segmented copolymer consisting essentially of identical or different organic segments A having a valence i, where 1 ≤ i ≤ 6, and identical or different organic segments B having a valence j, where 1 ≤ j ≤ 6, characterized in that the segments B have redox properties, that the segments A are solvating segments selected from homopolymers of ethylene oxide or propylene oxide, copolymers of ethylene oxide and propylene oxide and copolymers of ethylene oxide or propylene oxide with a comonomer polymerizable by forming ether bonds, characterized in that each segment A is linked to at least one segment B via a group Y and each segment B is linked to at least one segment A via a group Y, wherein the group Y is made up of ether, thioether, secondary amino, tertiary amino, secondary amide, tertiary amide, imide, quaternary ammonium and carbon-carbon bonding groups. and that the weighted molar average of i and the weighted molar average of j are each ≤ 2.

Das Segment B enthält zumindest eine von einem aromatischen Molekül abgeleitete Einheit, die durch Verlust oder Gewinn von zumindest einem Elektron leicht stabile anionische oder kationische Radikalspezies bilden kann. Als besonders geeignete, von einem aromatischen Molekül abgeleitete Einheiten können aromatische Tetracarbonsäurediimido-Gruppen, beispielsweise die Pyromellithsäurediimido-Gruppe, die Benzophenontetracarbonsäurediimido-Gruppe, die 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäurediimido- Gruppe und die 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäurediimido-Gruppe, genannt werden. Es können auch quaternäre aromatische Dikationen genannt werden, beispielsweise 4,4'- Dipyridinium oder trans-1,2-Bis(pyridinium)ethylen. Es können auch substituierte aromatische Diaminogruppen genannt werden, beispielsweise die 1,4-Phenylendiamino- Gruppe oder die 4,4'-Stilbendiamino-Gruppe. Es können auch Alkyldiarylamino-Gruppen mit kondensierten Kernen genannt werden, beispielsweise die 9,10-Dicarbylphenazino-Gruppe oder die N,N'-Bisacridino-Gruppe. Schließlich können von aromatischen Kohlenwasserstoffen abgeleitete Gruppen, beispielsweise 9,10-Bis(methylen)anthracen, und Metalocendiyle, beispielsweise 1,1'-Ferrocendiyl, genannt werden.Segment B contains at least one unit derived from an aromatic molecule which can easily form stable anionic or cationic radical species by losing or gaining at least one electron. Particularly suitable units derived from an aromatic molecule include aromatic tetracarboxylic acid diimido groups, for example the pyromellitic acid diimido group, the benzophenonetetracarboxylic acid diimido group, the 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid diimido group and the 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid diimido group. Quaternary aromatic dications can also be mentioned, for example 4,4'-dipyridinium or trans-1,2-bis(pyridinium)ethylene. Substituted aromatic diamino groups may also be mentioned, for example the 1,4-phenylenediamino group or the 4,4'-stilbenediamino group. Alkyldiarylamino groups with condensed nuclei may also be mentioned, for example the 9,10-dicarbylphenazino group or the N,N'-bisacridino group. Finally, groups derived from aromatic hydrocarbons, for example 9,10-bis(methylene)anthracene, and metalocenediyls, for example 1,1'-ferrocenediyl, may be mentioned.

Es versteht sich, dass die einsetzbaren Segmente B nicht auf die obengenannten Beispiele beschränkt sind, sondern auch aus ihren Homologen ausgewählt werden können, die durch Substitution von Wasserstoffatomen durch kohlenstoffhältige Gruppen, durch Insertion von kohlenstoffhältigen Gruppen, die ermöglichen, die Konjugation des Elektronensystems beizubehalten, zwischen die Redoxgruppen oder aber durch Ersetzen von Kohlenwasserstoffgruppen durch Heteroatome (beispielsweise durch Ersetzen von HC durch N ) erhalten werden.It is understood that the B segments that can be used are not limited to the above-mentioned examples, but can also be selected from their homologues, obtained by substituting hydrogen atoms by carbon-containing groups, by inserting carbon-containing groups that allow the conjugation of the electron system to be maintained between the redox groups or by replacing hydrocarbon groups by heteroatoms (for example by replacing HC by N).

Die Formeln der verschiedenen speziellen obengenannten Gruppen B werden nachstehend angeführt: The formulas of the various specific groups B mentioned above are given below:

Wenn das solvatisierende Segment A ein Copolymer ist, kann das Comonomer aus Oxymethylen, Oxetan, Tetrahydrofuran, Methylglycidylether und Dioxolan ausgewählt sein. Von den Copolymeren werden insbesondere jene bevorzugt, die zumindest 70 Mol-% von Ethylenoxid oder Propylenoxid abgeleitete Einheiten enthalten. Die solvatisierenden Segmente können auch aus Polyiminen ausgewählt sein.When the solvating segment A is a copolymer, the comonomer can be selected from oxymethylene, oxetane, tetrahydrofuran, methyl glycidyl ether and dioxolane. Of the copolymers, those containing at least 70 mol% of units derived from ethylene oxide or propylene oxide are particularly preferred. The solvating segments can also be selected from polyimines.

Damit die oben als solvatisierendes Segment A genannten Homopolymere und Copolymere tatsächlich von den solvatisierenden Eigenschaften herrührende Ionenleitungseigenschaften aufweisen, ist es notwendig, dass zumindest einige der Segmente A eines Polymers eine ausreichende Anzahl solvatisierender Einheiten umfassen, um ein Kation entsprechend seiner Koordinationszahl zu umgeben. Die Zahl der solvatisierenden Einheiten wächst insbesondere mit dem Durchmesser des zu solvatisierenden Ions und dem Raumbedarf des vorliegenden Redoxsegments B. Die Bestimmung der Anzahl an solvatisierenden Einheiten, die ein Segment A tragen muss, um jene Solvatisierung herbeizuführen, die notwendig ist, um dem Polymer ausreichende Ionenleitfähigkeit zu verleihen, liegt im Bereich der Fähigkeiten von Fachleuten. Mit ausreichender Ionenleitfähigkeit ist eine Leitfähigkeit gemeint, die bei Umgebungstemperatur zumindest 10&supmin;&sup8; S.cm&supmin;¹ beträgt. Zur Veranschaulichung: bei einem Redoxsegment vom Pyromellithsäurediimido-Typ beträgt die Anzahl an solvatisierenden Einheiten vom Ethertyp zumindest 3; bei einem Redoxsegment vom Perylentetracarbonsäurediimido-Typ muss die Anzahl an solvatisierenden Einheiten vom Ethertyp zumindest 8 betragen; bei einem Redoxsegment vom Naphthalintetracarbonsäurediimido-Typ muss die Anzahl an solvatisierenden Einheiten vom Ethertyp zumindest 5 betragen. In der Folge sind mit "solvatisierendes Segment" Segmente gemeint, die diesen Bedingungen entsprechen und die es insbesondere ermöglichen, eine Ionenleitfähigkeit zu erzielen, die bei Umgebungstemperatur zumindest 10&supmin;&sup8; S.cm&supmin;¹ beträgt.In order for the homopolymers and copolymers referred to above as solvating segment A to actually have ion conduction properties resulting from the solvating properties, it is necessary that at least some of the segments A of a polymer comprise a sufficient number of solvating units to surround a cation according to its coordination number. The number of solvating units increases in particular with the diameter of the ion to be solvated and the space required by the redox segment B present. The determination of the number of solvating units that a segment A must carry in order to bring about the solvation necessary to impart sufficient ionic conductivity to the polymer is within the capabilities of those skilled in the art. By sufficient ionic conductivity is meant a conductivity which is at least 10-8 S.cm-1 at ambient temperature. By way of illustration: for a redox segment of the pyromellitic acid diimido type, the number of ether-type solvating units is at least 3; for a redox segment of the perylenetetracarboxylic acid diimido type, the number of ether-type solvating units must be at least 8; for a redox segment of the naphthalenetetracarboxylic acid diimido type, the number of ether-type solvating units must be at least 5. Hereinafter, the term "solvating segment" refers to segments which meet these conditions and which make it possible, in particular, to obtain an ionic conductivity of at least 10-8 S.cm-1 at ambient temperature.

Die Segmente A können außerdem eine Gruppe umfassen, welche die Bildung eines Netzwerks ermöglicht. Als Beispiele für eine solche Gruppe können jene Gruppen ge nannt werden, die radikalische Vernetzung, Diels-Alder-Vernetzung oder Polykondensation ermöglichen, beispielsweise durch Hydrolyse einer Alkoxysilan-Gruppe. Diese speziellen Segmente A werden in der Folge als Segmente A' bezeichnet.The segments A may also comprise a group that enables the formation of a network. Examples of such a group may be those groups which enable radical cross-linking, Diels-Alder cross-linking or polycondensation, for example by hydrolysis of an alkoxysilane group. These special segments A are referred to below as segments A'.

Bei einem Copolymer gemäß vorliegender Erfindung kann ein Teil der nicht-solvatisierenden Segmente A auch durch nicht-solvatisierende Segmente A" vom Arylen- oder Alkylarylen-Typ ersetzt werden, wenn die Wechselwirkungen zwischen den Redoxeinheiten B verstärkt werden sollen.In a copolymer according to the present invention, a part of the non-solvating segments A can also be replaced by non-solvating segments A" of the arylene or alkylarylene type if the interactions between the redox units B are to be strengthened.

Ein Vorteil der Copolymere gemäß vorliegender Erfindung besteht darin, dass sie durch Polykondensationsverfahren erhalten werden können, die auf relativ einfach durchzuführenden chemischen Reaktionen basieren, die von der Art der Gruppe Y abhängen, die als Verbindung zwischen einem Segment A und einem Segment B dient.An advantage of the copolymers according to the present invention is that they can be obtained by polycondensation processes based on relatively simple chemical reactions that depend on the nature of the group Y that serves as a link between a segment A and a segment B.

Im Allgemeinen wird ein Copolymer gemäß vorliegender Erfindung erhalten, indem zumindest eine Verbindung AZi mit zumindest einer Verbindung BXj oder zumindest eine Verbindung AXi mit zumindest einer Verbindung BZj umgesetzt wird, wobei A, i, B und j die oben angeführte Bedeutung haben, die Gruppen Z und X entsprechend der gewünschten Gruppe Y ausgewählt werden, die relativen Anteile der verschiedenen AZi (oder AXi) solcherart sind, dass das Verhältnis zwischen der Anzahl an Resten Z (oder X) und der Anzahl an Segmenten A zumindest 2 beträgt, wobei die relativen Anteile der verschiedenen BXj (oder BZj) solcherart sind, dass das Verhältnis zwischen der Anzahl an Resten X (oder Z) und der Anzahl an Segmenten B zumindest 2 beträgt.In general, a copolymer according to the present invention is obtained by reacting at least one compound AZi with at least one compound BXj or at least one compound AXi with at least one compound BZj, where A, i, B and j have the meaning given above, the groups Z and X are selected according to the desired group Y, the relative proportions of the various AZi (or AXi) are such that the ratio between the number of residues Z (or X) and the number of segments A is at least 2, the relative proportions of the various BXj (or BZj) are such that the ratio between the number of residues X (or Z) and the number of segments B is at least 2.

In einer speziellen Ausführungsform ist X eine Abgangsgruppe und Z eine nukleophile Gruppe.In a specific embodiment, X is a leaving group and Z is a nucleophilic group.

Die Abgangsgruppe X kann ein Halogenid, im Speziellen ein Chlorid, ein Bromid oder einen Iodid, sein. Oder aber ein Sulfat R'OSO&sub3; oder ein Sulfonat R'SO&sub3;, worin R' eine organische Gruppe darstellt, die weniger als 20 Kohlenstoffatome aufweist. Vorzugswei se stellt R' eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Alkylarylgruppe dar, wobei diese Gruppen gegebenenfalls halogeniert sein können. Die Abgangsgruppe kann auch durch eine Anhydridgruppe, eine zweibasige Säuregruppe oder eine einbasige Säuregruppe gebildet werden. Die Abgangsgruppe kann außerdem durch ein Oniumsalz, beispielsweise ein Diphenylpyridiniumsalz, gebildet werden.The leaving group X can be a halide, in particular a chloride, a bromide or an iodide, or a sulfate R'OSO₃ or a sulfonate R'SO₃, where R' is an organic group having less than 20 carbon atoms. Preferably R' represents an alkyl group, an aryl group or an alkylaryl group, it being possible for these groups to be optionally halogenated. The leaving group can also be formed by an anhydride group, a dibasic acid group or a monobasic acid group. The leaving group can also be formed by an onium salt, for example a diphenylpyridinium salt.

Eine Verbindungsgruppe Y vom Ether- oder Thioether-Typ kann ausgehend von einer nukleophilen Gruppe Z erhalten werden, die aus den Gruppen -OM oder -SM (wobei M ein Alkalimetall darstellt) ausgewählt ist.A linking group Y of the ether or thioether type can be obtained starting from a nucleophilic group Z selected from the groups -OM or -SM (where M represents an alkali metal).

Eine Verbindungsgruppe Y vom Imid-Typ kann durch Umsetzung einer Abgangsgruppe X, die durch ein Säureanhydrid gebildet wird, mit einer nukleophilen Gruppe Z, die ein Amin ist, gefolgt von Dehydratisierung erhalten werden. Sie kann auch durch ein Umimidierungsverfahren, ausgehend von einem aromatischen Molekül, das i Imidgruppen umfasst, durch Reaktion mit einer Verbindung A(NH)i erhalten werden. Außerdem kann eine Diimid-Verbindungsgruppe durch Umsetzung eines Amins mit einer Disäure oder durch Umsetzung einer Verbindung AXi mit einem Alkalimetallsalz einer Verbindung BZj erhalten werden, worin Z eine Imidgruppe darstellt.An imide-type linking group Y can be obtained by reacting a leaving group X formed by an acid anhydride with a nucleophilic group Z which is an amine, followed by dehydration. It can also be obtained by a transimidation process starting from an aromatic molecule comprising i imide groups by reacting with a compound A(NH)i. In addition, a diimide linking group can be obtained by reacting an amine with a diacid or by reacting a compound AXi with an alkali metal salt of a compound BZj, wherein Z represents an imide group.

Eine Verbindungsgruppe vom sekundären Amin-Typ kann durch Umsetzung einer Abgangsgruppe mit einer nukleophilen primären Amino-Gruppe erhalten werden.A secondary amine-type linking group can be obtained by reacting a leaving group with a nucleophilic primary amino group.

Eine Verbindungsgruppe vom tertiären Amin-Typ kann durch Umsetzung einer Abgangsgruppe mit einer nukleophilen sekundären Amino-Gruppe erhalten werden.A tertiary amine-type linking group can be obtained by reacting a leaving group with a nucleophilic secondary amino group.

Eine Verbindungsgruppe vom sekundären Amid-Typ kann durch Umsetzung einer Abgangsgruppe mit einer nukleophilen primären Amid-Gruppe erhalten werden.A secondary amide-type linking group can be obtained by reacting a leaving group with a nucleophilic primary amide group.

Eine Verbindungsgruppe vom tertiären Amid-Typ kann durch Umsetzung einer Abgangsgruppe mit einer nukleophilen sekundären Amid-Gruppe erhalten werden.A tertiary amide-type linking group can be obtained by reacting a leaving group with a nucleophilic secondary amide group.

Eine Verbindungsgruppe vom quaternären Ammonium-Typ kann durch Umsetzung einer Abgangsgruppe mit einer nukleophilen tertiären Amino-Gruppe erhalten werden.A quaternary ammonium-type linking group can be obtained by reacting a leaving group with a nucleophilic tertiary amino group.

Wenn die Gruppe Y eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung ist, kann das Copolymer durch Umsetzung einer Metallorganylverbindung als Vorläufer von Segment A mit einer Verbindung, die eine Abgangsgruppe enthält, als Vorläufer von Segment B erhalten werden, oder umgekehrt, wobei die Reaktion durch einen koordinativen Komplex eines Übergangsmetalls, wie z. B. Nickel oder Kobalt, katalysiert wird, wobei die Koordination über ein Phosphin gewährleistet wird.When the group Y is a carbon-carbon bond, the copolymer can be obtained by reacting an organometallic compound as a precursor of segment A with a compound containing a leaving group as a precursor of segment B, or vice versa, the reaction being catalyzed by a coordinative complex of a transition metal, such as nickel or cobalt, the coordination being ensured by a phosphine.

Die Eigenschaften eines Copolymers gemäß vorliegender Erfindung können durch die Auswahl der Segmente A und/oder der Segmente B vorbestimmt werden.The properties of a copolymer according to the present invention can be predetermined by the selection of the segments A and/or the segments B.

Ein Copolymer gemäß vorliegender Erfindung kann völlig gleiche Segmente A umfassen. Es kann auch unterschiedliche Segmente A umfassen. Die Wahl der solvatisierenden Segmente A ermöglicht es, die Kristallinität des Copolymers zu senken oder sogar zu beseitigen und so seine Ionenleitfähigkeit zu verbessern. Sie kann auch seine mechanischen Eigenschaften verbessern. Das Einbringen nicht-solvatisierender Segmente ermöglicht es, bestimmte Eigenschaften des Copolymers anzupassen, beispielsweise seine mechanischen Eigenschaften oder die Leitfähigkeit des Netzwerk; es ermöglicht auch, neue Eigenschaften, die den nicht-solvatisierenden Segmenten zu eigen sind, wie z. B. Haftvermögen, oder chemische Gruppen einzuführen.A copolymer according to the present invention can comprise identical A segments. It can also comprise different A segments. The choice of the solvating A segments makes it possible to reduce or even eliminate the crystallinity of the copolymer and thus improve its ionic conductivity. It can also improve its mechanical properties. The introduction of non-solvating segments makes it possible to adapt certain properties of the copolymer, for example its mechanical properties or the conductivity of the network; it also makes it possible to introduce new properties inherent in the non-solvating segments, such as adhesion, or chemical groups.

Wenn es im Hinblick auf die geplante Verwendung eines Copolymers gemäß vorliegender Erfindung wünschenswert ist, dass das Copolymer ein Netzwerk bilden kann, sind zwei Lösungen möglich. Man kann einen Teil der Segmente A durch Segmente A' ersetzen, die oben definierte vernetzbare Gruppen umfassen. Man kann auch einen Teil der Segmente B durch Segmente B' ersetzen, die keine Redoxeigenschaften aufweisen, sondern Gruppen umfassen, die Vernetzung ermöglichen. In beiden Fällen kann es sich um radikalische Vernetzung, Diels-Alder-Vernetzung oder Polykondensation, beispielsweise durch Hydrolyse einer Alkoxysilan-Gruppe, handeln. Zu diesem Zweck wird bei der Herstellung des Copolymers ein Teil der Moleküle BXj durch Moleküle B'Xi ersetzt, worin B' ein Rest mit der Valenz j' ist und die keine Redoxfunktion besitzen, sondern vernetzbare Funktionalitäten besitzen, oder aber zumindest ein Teil der Moleküle AZi wird durch Moleküle A'Zi' ersetzt, die eine vernetzbare Gruppe aufweisen. Die Stöchiometrie der Reaktion muss daher die Gesamtheit der Gruppen X und Z berücksichtigen, die durch die Co-Reaktanden zugeführt werden.If, in view of the intended use of a copolymer according to the present invention, it is desirable that the copolymer be able to form a network, two solutions are possible. Part of the segments A can be replaced by segments A' comprising crosslinkable groups as defined above. Part of the segments B can also be replaced by segments B' which do not have redox properties but comprise groups which enable crosslinking. In both cases, these can be radical cross-linking, Diels-Alder cross-linking or polycondensation, for example by hydrolysis of an alkoxysilane group. To this end, during the preparation of the copolymer, some of the BXj molecules are replaced by B'Xi molecules, in which B' is a residue with valence j' and which do not have a redox function but have cross-linkable functionalities, or at least some of the AZi molecules are replaced by A'Zi' molecules which have a cross-linkable group. The stoichiometry of the reaction must therefore take into account all of the X and Z groups supplied by the co-reactants.

Die in diesem speziellen Fall erhaltenen Copolymere bestehen aus gleichen oder unterschiedlichen organischen Segmenten A, die jeweils eine Valenz i aufweisen, wobei gilt: 1 ≤ i ≤ 6, von gleichen oder unterschiedlichen Segmenten B, worin B jeweils einen organischen Rest darstellt, der Redoxeigenschaften und eine Wertigkeit j aufweist, wobei gilt: 1 ≤ j ≤ 6, und von Segmenten A' mit einer Valenz i', wobei gilt: 1 ≤ i' ≤ 6, oder gleichen oder unterschiedlichen Segmenten B', die zumindest eine Vernetzung ermöglichende Gruppe mit einer Valenz j' aufweisen, wobei gilt: 1 ≤ j' ≤ 6;The copolymers obtained in this specific case consist of identical or different organic segments A, each having a valence i, where: 1 ≤ i ≤ 6, of identical or different segments B, where B is each an organic radical having redox properties and a valence j, where: 1 ≤ j ≤ 6, and of segments A' having a valence i', where: 1 ≤ i' ≤ 6, or of identical or different segments B' having at least one crosslinking-enabling group having a valence j', where: 1 ≤ j' ≤ 6;

- wobei jedes Segment A oder A' über eine Gruppe Y mit zumindest einem Segment Bj oder B'j verbunden ist, wobei jedes Segment B oder B' über eine Gruppe Y mit zumindest einem Segment A oder A' verbunden ist, wobei die Gruppe Y wie oben definiert ist;- wherein each segment A or A' is connected via a group Y to at least one segment Bj or B'j, wherein each segment B or B' is connected via a group Y to at least one segment A or A', wherein the group Y is as defined above ;

- wobei das gewichtete Molmittel der Valenzen i und i' der Segmente A und A' und das gewichtete Molmittel der Valenzen j und j' aller Reste Z und Z' jeweils ungefähr ≥ 2 ist.- where the weighted molar average of the valences i and i' of the segments A and A' and the weighted molar average of the valences j and j' of all residues Z and Z' are each approximately ≥ 2.

Die Copolymere gemäß vorliegender Erfindung können als solche oder in vernetzter Form zur Herstellung von Mischleitungsmaterialien verwendet werden.The copolymers according to the present invention can be used as such or in cross-linked form for the production of mixed line materials.

Die Mischleitungsmaterialien gemäß vorliegender Erfindung bestehen im Wesentlichen aus einem leicht dissoziierbaren Salz und einem Copolymer gemäß vorliegender Erfindung.The mixed line materials according to the present invention consist essentially of a readily dissociable salt and a copolymer according to the present invention.

Wenn der Polykondensationsgrad eines Copolymers gemäß vorliegender Erfindung ausreichend ist, kann das Copolymer als solches zur Herstellung eines Mischleitungsmaterials verwendet werden. Jedoch ist sein Einsatz nicht einfach.If the degree of polycondensation of a copolymer according to the present invention is sufficient, the copolymer as such can be used to produce a mixed piping material. However, its use is not easy.

Zur Herstellung von Mischleitungsmaterialien werden bevorzugt Copolymere mit relativ niedrigem Polykondensationsgrad verwendet, wie z. B. jene, die ausgehend von einer oder mehreren Verbindungen AZi und einer oder mehreren Verbindungen BX (und gegebenenfalls einer oder mehreren Verbindungen A'Zi' oder B'Xj') erhalten werden, bei denen das gewichtete Molmittel sowohl für i (oder i + i') als auch für j (oder j + j') praktisch 2 beträgt. Derartige Copolymere werden nach der Formgebung mit Hilfe vernetzbarer Gruppen, die auf den Segmenten A' und/oder B' vorhanden sind, vernetzt.To produce mixed line materials, it is preferred to use copolymers with a relatively low degree of polycondensation, such as those obtained from one or more compounds AZi and one or more compounds BX (and optionally one or more compounds A'Zi' or B'Xj'), in which the weighted molar average for both i (or i + i') and j (or j + j') is practically 2. Such copolymers are crosslinked after molding by means of crosslinkable groups present on the A' and/or B' segments.

Bei der Herstellung von Mischleitungsmaterialien ist es notwendig, Copolymere einzusetzen, in denen zumindest ein Teil der Segmente A solvatisierende Segmente sind. Die solvatisierenden Segmente A, die aus Homopolymeren von Ethylenoxid oder Propylenoxid oder Copolymeren von Ethylenoxid oder Propylenoxid mit einem durch Bildung von Etherbindungen polymerisierbaren Comonomer bestehen, in denen das Comonomer maximal 30 Mol-% darstellt, werden besonders bevorzugt. Die Copolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid sind besonders interessant.When producing mixed line materials, it is necessary to use copolymers in which at least part of the segments A are solvating segments. The solvating segments A consisting of homopolymers of ethylene oxide or propylene oxide or copolymers of ethylene oxide or propylene oxide with a comonomer polymerizable by forming ether bonds, in which the comonomer represents a maximum of 30 mol%, are particularly preferred. The copolymers of ethylene oxide and propylene oxide are particularly interesting.

Das in das Copolymer vor der Vernetzung oder in das vernetzte Polymer eingeführte Salz ist aus jenen Salzen ausgewählt, die üblicherweise für feste Materialien mit Ionenleitfähigkeit eingesetzt werden. Als Beispiel können Salze (1/mM)&spplus;X³&supmin; genannt werden, worin M ein Proton oder ein Ion eines Metalls mit der Valenz m darstellt, das aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Übergangsmetallen und seltenen Erden ausgewählt ist, oder ein Ammonium-, Amidinium- oder Guanidinium-Ion darstellt; worin X³ ein Anion mit delokalisierter Elektronenladung darstellt, beispielsweise Br&supmin;, ClO&sub4;&supmin;, AsF&sub6;&supmin;, RFSO&sub3;&supmin;, (RF- SO&sub2;)&sub2;N&supmin;, (RFSO&sub2;)&sub3;C&supmin; worin RF eine Perfluoralkyl- oder Perfluoraryl-Gruppe darstellt, insbesondere eine Perfluoralkyl- oder Perfluoraryl-Gruppe mit maximal 8 Kohlenstoffatomen, im Speziellen CF&sub3;&supmin; oder C&sub2;F&sub5;&supmin;.The salt introduced into the copolymer before cross-linking or into the cross-linked polymer is chosen from those salts commonly used for solid materials with ionic conductivity. As an example, mention may be made of salts (1/mM)⁺X³⁻, in which M represents a proton or an ion of a metal with valence m, selected from alkali metals, alkaline earth metals, transition metals and rare earths, or an ammonium, amidinium or guanidinium ion; in which X³ represents an anion with delocalized electron charge, for example Br⁻, ClO₄⁻, AsF₆⁻, RFSO₃⁻, (RF-SO₂)₂N⁻, (RFSO₂)₃C⁻ wherein RF represents a perfluoroalkyl or perfluoroaryl group, in particular a perfluoroalkyl or perfluoroaryl group having a maximum of 8 carbon atoms, in particular CF₃⁻ or C₂F₅⁻.

Das Salz kann auch aus Salzen der Formel (1/nM)&spplus;[(RFSO&sub2;)&sub2;CY¹]&supmin; ausgewählt werden, worin Y¹ eine Elektronen anziehende Gruppe darstellt, die aus -C N und den Gruppen R"Z¹&supmin; ausgewählt ist, worin Z¹ eine Carbonylgruppe, eine Sulfonylgruppe oder eine Phosphonylgruppe darstellt und R" eine einwertige organische Gruppe darstellt, die gegebenenfalls eine radikalisch oder über eine Diels-Alder-Reaktion vernetzbare Gruppe aufweist, worin M und RF die obige Bedeutung haben. Derartige Zusammensetzungen können durch Reaktion einer Verbindung (1/nM)&spplus;[(RFSO&sub2;)&sub2;CH]&supmin; mit einer Verbindung Y¹X¹ in Gegenwart einer aprotischen nukleophilen Base Nu hergestellt werden, wobei X¹ ein Halogen oder ein Pseudohalogen darstellt. Die Lithiumsalze werden besonders bevorzugt, insbesondere (CF&sub3;SO&sub2;)&sub2;N&supmin;Li&spplus; und (CF&sub3;SO&sub2;)&sub3;C&supmin;Li&spplus;. Es können auch Salzgemische eingesetzt werden. Diese Salze und ihr Herstellungsverfahren werden in der am 08.11.1991 eingereichten FR 91.13789 beschrieben.The salt can also be selected from salts of the formula (1/nM)+[(RFSO₂)₂CY¹]⁻, wherein Y¹ represents an electron withdrawing group selected from -CN and the groups R"Z¹⁻, where Z¹ represents a carbonyl group, a sulfonyl group or a phosphonyl group and R" represents a monovalent organic group optionally containing a group crosslinkable radically or via a Diels-Alder reaction, wherein M and RF have the above meaning. Such compositions can be prepared by reacting a compound (1/nM)⁺[(RFSO₂)₂CH]⁻ with a compound Y¹X¹ in the presence of an aprotic nucleophilic base Nu, where X¹ represents a halogen or a pseudohalogen. The lithium salts are particularly preferred, in particular (CF₃SO₂)₂N⁻Li⁺ and (CF₃SO₂)₃C⁻Li⁺. Mixtures of salts can also be used. These salts and their preparation process are described in FR 91.13789, filed on November 8, 1991.

Ein Mischleitungsmaterial gemäß vorliegender Erfindung, in dem das Copolymer gemäß vorliegender Erfindung vernetzt ist, wird erhalten, indem das Copolymer der Wirkung von Wärme oder energetischer Strahlung, wie z. B. UV-Strahlung, γ-Strahlung oder Elektronenstrahl, ausgesetzt wird, gegebenenfalls in Gegenwart eines Radikalinitiators. Der Radikalinitiator kann beispielsweise aus Benzoylperoxid, Azobisisobutyronitril (AlBN), Azobiscyanovaleriansäure, Dicumylperoxid (Dicup) oder Disulfiden, z. B. 3,3'-Dithiodipropionsäure, ausgewählt werden. Die oben definierten Salze (1/nM)&spplus;[(RFSO&sub2;)&sub2;CY¹]&supmin;, worin Y¹ eine Quelle freier Radikale enthält, können als Radikalinitiatoren eingesetzt werden. Der Radikalinitiator ist nicht notwendig, wenn die Vernetzung über eine Diels- Alder-Reaktion erfolgt.A mixed line material according to the present invention in which the copolymer according to the present invention is cross-linked is obtained by subjecting the copolymer to the action of heat or energetic radiation, such as UV radiation, γ-radiation or electron beam, optionally in the presence of a radical initiator. The radical initiator can be selected, for example, from benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile (AlBN), azobiscyanovaleric acid, dicumyl peroxide (Dicup) or disulfides, e.g. 3,3'-dithiodipropionic acid. The salts (1/nM)+[(RFSO₂)₂CY¹]⁻ defined above, where Y¹ contains a source of free radicals, can be used as radical initiators. The radical initiator is not necessary if crosslinking occurs via a Diels-Alder reaction.

Gemäß einer ersten Ausführungsform wird ein Mischleitungsmaterial erhalten, indem das Copolymer, das Salz und gegebenenfalls ein Radikalinitiator in einem gemeinsamen Lösungsmittel gelöst werden. Die Menge des eingesetzten Initiators beträgt vorteilhafterweise 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Copolymer. Das Lösungsmittel ist aus flüchtigen Lösungsmitteln ausgewählt; als Beispiele für ein solches Lösungsmittel können Acetonitril, Tetrahydrofuran und Aceton genannt werden. Die erhaltene viskose Lösung wird entgast, dann auf einem geeigneten Träger, beispielsweise einer Platte aus PTFE, ausgebreitet. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wird der erhaltene Film für 4 h auf eine Temperatur zwischen 70ºC und 120ºC (je nach verwendetem Initiator) erhitzt.According to a first embodiment, a mixed line material is obtained by dissolving the copolymer, the salt and optionally a radical initiator in a common solvent. The amount of initiator used is advantageously from 0.1 to 5% by weight relative to the copolymer. The solvent is selected from volatile solvents; examples of such a solvent include acetonitrile, tetrahydrofuran and acetone. The viscous solution obtained is degassed and then spread on a suitable support, for example a PTFE plate. After evaporation of the solvent, the film obtained is heated for 4 hours at a temperature between 70°C and 120°C (depending on the initiator used).

Bei einer anderen Vernetzungsart wird zunächst die Vernetzung des Copolymers in Abwesenheit von Salz durchgeführt und dann eine Membran hergestellt. Dann wird das Salz auf folgende Weise in die Membran eingeführt: es wird eine stark konzentrierte Salzlösung in einem flüchtigen polaren Lösungsmittel hergestellt, man lässt sie von der Membran absorbieren, dann wird das Lösungsmittel abgedampft. Die eingebrachte Salzmenge wird anhand des Unterschieds zwischen dem Anfangsgewicht der Membran und ihrem Endgewicht bestimmt.Another type of cross-linking involves first cross-linking the copolymer in the absence of salt and then preparing a membrane. The salt is then introduced into the membrane in the following way: a highly concentrated salt solution is prepared in a volatile polar solvent, it is allowed to be absorbed by the membrane and then the solvent is evaporated. The amount of salt introduced is determined by the difference between the initial weight of the membrane and its final weight.

Gemäß einer dritten Ausführungsform wird die Vernetzung eines Copolymers gemäß vorliegender Erfindung mit Hilfe eines radikalischen Polymerisationsinitiators in Gegenwart eines Monomers durchgeführt, das einen ionische Gruppe und eine radikalisch vernetzbare Gruppe trägt. Beispiele für solche Monomere werden in der am 21.02.1992 eingereichten FR 92.02027 beschrieben.According to a third embodiment, the crosslinking of a copolymer according to the present invention is carried out using a radical polymerization initiator in the presence of a monomer carrying an ionic group and a radically crosslinkable group. Examples of such monomers are described in FR 92.02027 filed on February 21, 1992.

Es versteht sich, dass die Mischleitungsmaterialien gemäß vorliegender Erfindung außerdem je nach den gewünschten Endeigenschaften Additive enthalten können, die üblicherweise in ionenleitenden Materialien eingesetzt werden, wie z. B. Weichmacher und Stabilisatoren.It is understood that the mixed conduction materials of the present invention may also contain additives that are commonly used in ion-conducting materials, such as plasticizers and stabilizers, depending on the final properties desired.

Die Mischleitungsmaterialien gemäß vorliegender Erfindung können leicht hergestellt werden und ihr Einsatz wird durch die gute Löslichkeit vor der Vernetzung vereinfacht, wenn das jeweilige gewichtete Molmittel von i und j nicht höher als etwa 2 liegt.The mixed line materials of the present invention are easily prepared and their use is facilitated by the good solubility prior to crosslinking when the respective weighted mole average of i and j is not greater than about 2.

Ein Material, das ausgehend von einem Copolymer gemäß vorliegender Erfindung erhalten wird, kann aufgrund der Redoxaktivität in Verbindung mit einer guten Ionenleitfähigkeit vorteilhaft als aktive Komponente einer Elektrode, allein oder im Gemisch mit Einbauverbindungen, für Stromerzeuger, die vollständig fest sind, oder für Stromerzeuger, deren Elektrolyt entweder erweicht ist oder in Form eines Gels vorliegt, das aus einem Polymer und einem flüssigen Lösungsmittel besteht. Wenn ein solches Material im Gemisch mit einer Einbauverbindung verwendet wird, ermöglicht die rasche Kinetik des Elektronenaustauschs, dass es ganz oder teilweise das Mittel ersetzt, das dazu dient, die Elektronenleitfähigkeit zu gewährleisten, insbesondere den Ruß. Außerdem stellt es eine Kapazitäts- und insbesondere eine Leistungsreserve für diese Art von Stromerzeuger bereit. Diese Möglichkeit ist besonders vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Material in einer Anode eingesetzt wird, indem ein Copolymer mit einem Redoxpotential gewählt wird, das etwas unter jenem des Einbaumaterials liegt. Unter diesen Bedingungen erlangt das Redoxcopolymer seine Anfangskapazität nach Ende des Leistungsbedarfs zurück.A material obtained from a copolymer according to the invention can, due to the redox activity associated with good ionic conductivity, be used advantageously as an active component of an electrode, alone or in a mixture with incorporating compounds, for generators which are completely solid or for generators whose electrolyte is either softened or in the form of a gel consisting of a polymer and a liquid solvent. When such a material is used in a mixture with an incorporating compound, the rapid kinetics of the electron exchange enable it to replace in whole or in part the agent used to ensure electronic conductivity, in particular soot. In addition, it provides a reserve of capacity and in particular a reserve of power for this type of generator. This possibility is particularly advantageous when the material according to the invention is used in an anode by choosing a copolymer with a redox potential slightly lower than that of the incorporating material. Under these conditions, the redox copolymer regains its initial capacity after the power demand ends.

Die Materialien, welche die Copolymere gemäß vorliegender Erfindung umfassen, ermöglichen außerdem, die Funktion der elektrochemischen Stromerzeuger zu verbessern und deren vorzeitige Abnutzung zu vermeiden. Die Aufnahme eines Redox-Copolymers, dessen Spannung geeignet gewählt ist, in zumindest einer ihrer Elektroden, ermöglicht es, das Ende des Ladungs- oder Entladungsvorgangs durch Ablesung der EMK anzugeben, damit es nicht zu einer Beeinträchtigung des Systems kommt. Auf ähnliche Weise ermöglicht es der Einsatz eines Copolymers gemäß vorliegender Erfindung in einer Verbundelektrode, das Spannungsfenster zu modulieren, indem der Elektronenaustausch stattfinden kann. Vorteilhafterweise enthält das Mischleitungsmaterial ein Copolymer gemäß vorliegender Erfindung, das so gewählt ist, dass es seine Elektronenleit fähigkeit am Ende des Wiederaufladens des Einbaumaterials verliert, das in der Verbundelektrode enthalten ist.The materials comprising the copolymers according to the invention also make it possible to improve the functioning of the electrochemical generators and to avoid their premature wear. The inclusion of a redox copolymer, the voltage of which is suitably chosen, in at least one of their electrodes makes it possible to indicate the end of the charging or discharging process by reading the EMF, so as not to degrade the system. Similarly, the use of a copolymer according to the invention in a composite electrode makes it possible to modulate the voltage window in which the electron exchange can take place. Advantageously, the mixed conducting material contains a copolymer according to the invention, chosen so as to improve its electron conductivity. ability at the end of the recharging of the mounting material contained in the composite electrode.

In den Materialien gemäß vorliegender Erfindung wird das Injizieren (Reduktion) oder das Entziehen (Oxidation) von Elektroden von einer Farbänderung begleitet. Diese Eigenschaft ermöglicht ihren Einsatz als Kathode einer Lichtmodulationsvorrichtung, insbesondere für Verglasungen oder elektrochrome Verkleidungen. Die Filmbildungseigenschaft von Copolymeren gemäß vorliegender Erfindung ist besonders vorteilhaft für ihren Einsatz für diese spezielle Anwendung. Die verschiedenen Segmente, die das Copolymer bilden, können so gewählt werden, dass das Copolymer nach der Formgebung vernetzt oder polykondensiert werden kann und dass es durch Schmälzen gut am Träger (im Allgemeinen aus Glas oder aus einer Oxidschicht) haftet.In the materials according to the invention, the injection (reduction) or the withdrawal (oxidation) of electrodes is accompanied by a color change. This property enables them to be used as a cathode of a light modulation device, in particular for glazing or electrochromic coatings. The film-forming property of copolymers according to the invention is particularly advantageous for their use in this specific application. The various segments constituting the copolymer can be chosen so that the copolymer can be cross-linked or polycondensed after molding and so that it adheres well to the support (generally made of glass or an oxide layer) by melting.

Schließlich können die Mischleitungsmaterialien gemäß vorliegender Erfindung aufgrund ihrer Elektronenleitfähigkeit vorteilhaft zur Beseitigung statischer elektrischer Ladung eingesetzt werden.Finally, the mixed conduction materials according to the present invention can be advantageously used to eliminate static electrical charge due to their electronic conductivity.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, die zur Veranschaulichung, nicht jedoch als Einschränkung angeführt sind.The present invention is illustrated by the following examples, which are given by way of illustration and not by way of limitation.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

21,8 g Pyromellithsäureanhydrid und 63,5 g O,O'-Bis-(2-aminopropyl)poly(oxyethylen 500) (Jeffamine® ED600), im Handel erhältlich von der Firma Texaco, werden in 200 ml einer Mischung gleicher Volumina von Pyridin und Acetonitril gelöst. Das Gemisch wird bei Umgebungstemperatur 5 h lang gerührt, in deren Verlauf sich die Polyamidsäure durch Wirkung der Aminogruppen auf die zyklischen Anhydridgruppen bildet. Dem Gemisch werden dann 50 ml Essigsäureanhydrid zugegeben, was die Umwandlung der Säureamidgruppen zu Imidringen ermöglicht. Das Rühren wird 2 h lang fortgesetzt. Das resultierende Polymer wird gefällt, indem die Reaktionsmischung in 800 ml Diethyl ether gegossen wird, der auf -10ºC gehalten wird. Das Polymer wird durch jeweils dreimaliges Lösen in Aceton und Fällen in Ether bei -10ºC gereinigt.21.8 g of pyromellitic anhydride and 63.5 g of O,O'-bis-(2-aminopropyl)poly(oxyethylene 500) (Jeffamine® ED600), commercially available from Texaco, are dissolved in 200 ml of a mixture of equal volumes of pyridine and acetonitrile. The mixture is stirred at ambient temperature for 5 hours, during which the polyamic acid is formed by the action of the amino groups on the cyclic anhydride groups. 50 ml of acetic anhydride are then added to the mixture, which allows the acid amide groups to be converted into imide rings. Stirring is continued for 2 hours. The resulting polymer is precipitated by dissolving the reaction mixture in 800 ml of diethyl ether which is kept at -10ºC. The polymer is purified by dissolving three times in acetone and precipitating in ether at -10ºC.

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

4,4 g Poly(ethylenoxid) mit einem Molekulargewicht von 9 · 10&sup5; werden in 80 ml wasserfreiem Dichlormethan gelöst, wobei der Vorgang in einer Glovebox unter Argonatmosphäre durchgeführt wird, die ≤ 1 vpm Sauerstoff und Wasserdampf enthält. Die Lösung wird auf -15ºC abgekühlt, und unter Rühren wird eine Lösung von 1,87 ml Trifluormethansulfonsäureanhydrid in 10 ml Hexan zugegeben. Es findet eine Spaltreaktion statt, wodurch ein Oligooxyethylenglykoltriflat mit einem mittleren Molekulargewicht von 900 gebildet wird. Der Reaktionsmischung werden 1,73 g 4,4'-Dipyridyl als Lösung in 10 ml Dichlormethan zugegeben. Das Rühren wird bei -15ºC 2 h lang fortgesetzt, und der Reaktor wird zu Umgebungstemperatur zurückkehren gelassen. Das Rühren wird für 8 h fortgesetzt. Das Lösungsmittel (Dichlormethan + Hexan) wird mit Hilfe eines Rotationsverdampfers teilweise beseitigt, wodurch etwa 30 ml einer trüben Suspension zurückbleiben. Das Polymer wird mit wasserfreiem Ether gefällt und durch 4 Zyklen des Lösens/Fällens im Paar Lösungsmittel : Acetonitril / Nicht-Lösungsmittel : Ether gereinigt.4.4 g of poly(ethylene oxide) with a molecular weight of 9 x 105 are dissolved in 80 mL of anhydrous dichloromethane, the procedure being carried out in a glove box under an argon atmosphere containing ≤ 1 vpm of oxygen and water vapor. The solution is cooled to -15°C and a solution of 1.87 mL of trifluoromethanesulfonic anhydride in 10 mL of hexane is added with stirring. A cleavage reaction takes place to form an oligooxyethylene glycol triflate with an average molecular weight of 900. To the reaction mixture is added 1.73 g of 4,4'-dipyridyl as a solution in 10 mL of dichloromethane. Stirring is continued at -15°C for 2 h and the reactor is allowed to return to ambient temperature. Stirring is continued for 8 h. The solvent (dichloromethane + hexane) is partially eliminated using a rotary evaporator, leaving about 30 ml of a cloudy suspension. The polymer is precipitated with anhydrous ether and purified by 4 cycles of dissolution/precipitation in the solvent: acetonitrile / non-solvent: ether pair.

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

3,92 g 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäureanyhdrid und 6,35 g O,O'-Bis-(2-aminopropyl)poly(oxyethylen 800) (Jeffamine® ED900), im Handel erhältlich von der Firma Texaco, werden in 30 ml Dimethylacetamid gelöst. In einem Reaktor, der mit einem mechanischen Rührer ausgestattet ist, wird die Mischung unter Argon 3 h lang auf 160ºC erhitzt. Das resultierende rot gefärbte Polymer wird gefällt, indem die Reaktionsmischung in 200 ml eines Gemischs aus Diethylether/Hexan gegossen wird. Sie wird dann durch Ultrafiltration in Wasser gereinigt, wobei eine Membran verwendet wird, deren Cutoff bei MG = 5000 liegt. Die Elektroaktivität dieses Materials wird durch Voltametrie mittels Mikroelektroden verifiziert. Die elektrochemische Kette ist folgende: 3.92 g of 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic anhydride and 6.35 g of O,O'-bis-(2-aminopropyl)poly(oxyethylene 800) (Jeffamine® ED900), commercially available from Texaco, are dissolved in 30 ml of dimethylacetamide. In a reactor equipped with a mechanical stirrer, the mixture is heated to 160°C under argon for 3 h. The resulting red-colored polymer is precipitated by pouring the reaction mixture into 200 ml of a diethyl ether/hexane mixture. It is then purified by ultrafiltration in water using a membrane whose cutoff is at MW = 5000. The electroactivity of this material is verified by voltammetry using microelectrodes. The electrochemical chain is as follows:

Die Schnelligkeit und Umkehrbarkeit des Einsetzens von Elektroden mit Eo = 2,6 und 2,4 V / Li : Liº in das Material wird gezeigt. Dieses Polymer weist übrigens ausgeprägte elektrochrome Eigenschaften auf, und geht von rubinroter Farbe in neutralem Zustand auf dunkelviolett nach der Reduktion über.The speed and reversibility of inserting electrodes with Eo = 2.6 and 2.4 V / Li : Liº into the material is demonstrated. This polymer also exhibits pronounced electrochromic properties, changing from ruby red in the neutral state to dark violet after reduction.

BEISPIEL 4EXAMPLE 4

Dieses Beispiel veranschaulicht die Möglichkeit, das Polymer durch ein Umimidierungsverfahren herzustellen. 27 g 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäureanyhdrid werden mit 17 ml Propylamin in 50 ml Pyridin behandelt. Nach der Reaktion zur Bildung des Säureamids durch Öffnung der Anhydridringe werden 25 ml Essigsäureanhydrid zugegeben. Das N,N'-Bispropylnaphthalintetracarbonsäureimid wird durch Wasser gefällt und durch Umkristallisation aus Ethanol gereinigt. This example illustrates the possibility of preparing the polymer by a transimidation process. 27 g of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic anhydride are treated with 17 ml of propylamine in 50 ml of pyridine. After the reaction to form the acid amide by opening the anhydride rings, 25 ml of acetic anhydride are added. The N,N'-bispropylnaphthalenetetracarboxylic imide is precipitated by water and purified by recrystallization from ethanol.

Zu 19,32 g Imid werden 42,5 g O,O'-Bis-2-(aminopropyl)poly(oxyethylen 800) (Jeffamine® ED900) und 2,2 g Bicyclo-[2,2,2]-oct-7-en-2,3,5,6-tetracarbonsäuredianhydrid (Vernetzer) in 150 ml wasserfreiem Dimethylacetamid zugesetzt. In einem Reaktor, der mit einem mechanischen Rührwerk ausgestattet ist, wird das Gemisch im Argonstrom 3 h lang auf 160ºC erhitzt. Das resultierende braune Polymer wird gefällt, indem das Reaktionsgemisch in wasserfreien Ether gegossen wird, der auf -10ºC gehalten wird. Das Material wird durch drei aufeinanderfolgende Lösungs/Fällungs-Vorgänge in den Lösungsmitteln Dichlormethan/Ether gereinigt. Das Polymer ist durch ein Verfahren radikalisch vernetzbar, das auf die Bicyclo-[2,2,2]-oct-7-en-2,3,5,6-tetracarbonsäurediimido- Gruppen einwirkt.To 19.32 g of imide are added 42.5 g of O,O'-bis-2-(aminopropyl)poly(oxyethylene 800) (Jeffamine® ED900) and 2.2 g of bicyclo-[2,2,2]-oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride (crosslinker) in 150 mL of anhydrous dimethylacetamide. In a reactor equipped with a mechanical stirrer, the mixture is heated to 160ºC in an argon stream for 3 h. The resulting brown polymer is precipitated by pouring the reaction mixture into anhydrous ether maintained at -10ºC. The material is purified by three consecutive dissolution/precipitation operations in the solvents dichloromethane/ether. The polymer is radically crosslinkable by a process that acts on the bicyclo-[2,2,2]-oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid diimido groups.

BEISPIEL 5EXAMPLE 5

15,62 g 4,4'-Dipyridyl, 26,2 g Itakonsäure und 100 ml einer wässrigen 2 m Lösung von Trifluormethansulfonsäure werden am Rückfluss 4 h lang erhitzt. Die Lösung wird unter reduziertem Druck eingedampft, und der resultierende Feststoff wird durch Umkristallisation aus Isopropanol gereinigt. Er besitzt folgende Struktur: 15.62 g of 4,4'-dipyridyl, 26.2 g of itaconic acid and 100 ml of an aqueous 2 m solution of trifluoromethanesulfonic acid are heated at reflux for 4 h. The solution is evaporated under reduced pressure and the resulting solid is purified by recrystallization from isopropanol. It has the following structure:

7,16 g der obigen Verbindung, 5,71 g O,O'-Bis-(2-aminopropyl)poly(oxyethylen 500) (Jeffamine® ED600) und 0,207 g Bis(aminopropyl)dimethoxysilan werden in 30 ml Dimethylformamid gelöst. Es werden 10 ml Pyridin und 5 g Dicyclohexylcarbodiimid zugesetzt. Das Gemisch wird unter Argon 30 h lang bei Umgebungstemperatur gerührt. Das gebildete Polymer besitzt hauptsächlich folgende Struktur: 7.16 g of the above compound, 5.71 g of O,O'-bis-(2-aminopropyl)poly(oxyethylene 500) (Jeffamine® ED600) and 0.207 g of bis(aminopropyl)dimethoxysilane are dissolved in 30 ml of dimethylformamide. 10 ml of pyridine and 5 g of dicyclohexylcarbodiimide are added. The mixture is stirred under argon for 30 h at ambient temperature. The polymer formed has mainly the following structure:

BEISPIEL 6EXAMPLE 6

Es wird ein elektrochromes System bereitgestellt, dessen Struktur schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Das in Fig. 1 dargestellte elektrochemische System umfasst ein Glassubstrat (1), eine Schicht aus dotiertem Zinkoxid (2), eine Polymerschicht (3), einen Elektrolyten (4), eine Gegenelektrode (5) eine Zinkoxidschicht (6) und ein Glassubstrat (7). 0,5 g des Polymers von Beispiel 6 werden zusammen mit 80 mg Lithiumtrifluormethansulfonat in 3 ml Dimethylformamid gelöst. Die Lösung wird aufgebracht, indem ein Schleuderverfahren ("spin coating") eingesetzt wird, so dass eine Schicht mit 1 um (3) auf einem ebenen Glassubstrat (1) erhalten wird, das zuvor durch reaktive Kathodenzer stäubung mit einer 120 nm dicken Schicht aus mit Aluminium dotiertem Zinkoxid (2) bedeckt worden war. Der Film (3) wird durch Behandlung an der Luft bei 60ºC 2 h lang vernetzt. Die Gegenelektrode (5) besteht aus einem äquimolaren 50/50-Gemisch von Ceroxid und Titanoxid, das durch ein Sol-Gel-Verfahren aufgetragen wird, um analog zur Schicht (2) auf Glas (7) eine Schicht mit einer Dicke von 200 nm über einer Schicht (6) aus Zinkoxid auszubilden. Das Mischoxid von Cer und Titan wird zuvor durch elektrochemische Insertion mit 5 · 10&supmin;² Coulomb mit Lithium reduziert. Die beiden Elektroden sind durch einen Elektrolyten (4) getrennt, der durch Polykondensation von Poly(ethylenglykol) (MG 1.500) mit Chlormethyl-2-chlorpropen-3 erhalten wird, in dem Bis(trifluormethylsulfonyl)imid-lithium in einer Konzentration von 1 Mol Salz pro 18 Oxyethylen-Einheiten gelöst wird.An electrochromic system is provided, the structure of which is schematically shown in Fig. 1. The electrochemical system shown in Fig. 1 comprises a glass substrate (1), a layer of doped zinc oxide (2), a polymer layer (3), an electrolyte (4), a counter electrode (5), a zinc oxide layer (6) and a glass substrate (7). 0.5 g of the polymer of Example 6 are dissolved in 3 ml of dimethylformamide together with 80 mg of lithium trifluoromethanesulfonate. The solution is applied using a spin coating process to obtain a 1 µm layer (3) on a flat glass substrate (1) previously coated by reactive cathode etching. sputtering with a 120 nm thick layer of zinc oxide doped with aluminium (2). The film (3) is cross-linked by treatment in air at 60ºC for 2 hours. The counter electrode (5) consists of an equimolar 50/50 mixture of cerium oxide and titanium oxide, which is deposited by a sol-gel process to form a layer with a thickness of 200 nm over a layer (6) of zinc oxide, analogous to layer (2) on glass (7). The mixed oxide of cerium and titanium is previously reduced with lithium by electrochemical insertion at 5 x 10⊃min;² Coulomb. The two electrodes are separated by an electrolyte (4) obtained by polycondensation of poly(ethylene glycol) (MW 1,500) with chloromethyl-2-chloropropene-3 in which bis(trifluoromethylsulfonyl)imide lithium is dissolved at a concentration of 1 mole of salt per 18 oxyethylene units.

Das elektrochrome System, in dem das Redoxpolymer die Kathode darstellt, arbeitet bei Anlegung einer Spannung von 1,5 Volt. Innerhalb weniger Sekunden zeigt sich eine Blaufärbung; sie ist bei offenem Stromkreis stabil und verschwindet bei Kurzschluss der Elektroden. Eine ähnliche Vorrichtung ist herstellbar, indem das Glassubstrat durch einen Polymerfilm vom PET- oder Polysulfon-Typ ersetzt wird.The electrochromic system, in which the redox polymer is the cathode, operates when a voltage of 1.5 volts is applied. A blue color appears within a few seconds; it is stable when the circuit is open and disappears when the electrodes are short-circuited. A similar device can be made by replacing the glass substrate with a polymer film of the PET or polysulfone type.

BEISPIEL 7EXAMPLE 7

25 g α,ω-Dibromoligooxyethylen werden ausgehend von Polyethylenglykol mit MG 1.000 durch Reaktion mit einem Überschuss an Thionylbromid in Acetonitril in Gegenwart eines basischen Ionenaustauschharzes vom Typ Amberlyst® A21 (Rohm & Haas) hergestellt. Das Reaktionsgemisch wird filtriert, und das Polymer wird in auf -10ºC gekühltem Ether gefällt. Die Reinigung erfolgt ebenfalls durch Lösung/Fällung im Paar Dichlormethan-Ether. Eine Untersuchung des Molekulargewichts durch sterische Ausschlusschromatographie und Bestimmung des Halogengehalts (AgNO&sub3;/AgBr) ergibt eine Funktionalität von 2 und ein mittleres Molekulargewicht MG = 1.035. 3,53 g Phenazin werden in 15 ml wasserfreiem THF gelöst, und unter Argonatmosphäre werden 0,5 g metallisches Lithium zugegeben. Das Gemisch wird mit Hilfe eines mit Polyethylen überzogenen Magnetstäbchens gerührt. Nach der Reaktion erscheint ein gelber Nieder schlag aus dem Salz des Dianions. Der Überschuss an metallischem Lithium wird abgetrennt, und 14,49 g α,ω-Dibromoligooxyethylen, wie zuvor hergestellt, werden zugegeben; das Gemisch wird bei Umgebungstemperatur 20 h lang gerührt und das Reaktionsprodukt in Ether gefällt. Das erhaltene Polymer wird in Wasser mit Hilfe einer Ultrafiltrationsmembran mit einem Cutoff von MG = 5.000 gereinigt. Das Wasser wird abgedampft, und man erhält ein braun-grün gefärbtes Polymer. Der durch Lösen von Bis(trifluormethylsulfonyl)imid-lithium gebildete Komplex weist eine reversible Redoxaktivität von + 3,5 V / Li : Liº auf.25 g of α,ω-dibromo-ligooxyethylene are prepared from polyethylene glycol of MW 1000 by reaction with an excess of thionyl bromide in acetonitrile in the presence of a basic ion exchange resin of the Amberlyst® A21 type (Rohm & Haas). The reaction mixture is filtered and the polymer is precipitated in ether cooled to -10°C. Purification is also carried out by dissolution/precipitation in a dichloromethane-ether pair. An analysis of the molecular weight by steric exclusion chromatography and determination of the halogen content (AgNO₃/AgBr) gives a functionality of 2 and an average molecular weight MW = 1035. 3.53 g of phenazine are dissolved in 15 ml of anhydrous THF and 0.5 g of metallic lithium are added under an argon atmosphere. The mixture is stirred using a polyethylene-coated magnetic rod. After the reaction, a yellow precipitate appears from the salt of the dianion. The excess of metallic lithium is separated and 14.49 g of α,ω-dibromo-ligooxyethylene, as previously prepared, are added; the mixture is stirred at ambient temperature for 20 h and the reaction product is precipitated in ether. The polymer obtained is purified in water using an ultrafiltration membrane with a cutoff of MW = 5,000. The water is evaporated and a brown-green colored polymer is obtained. The complex formed by dissolving bis(trifluoromethylsulfonyl)imide-lithium has a reversible redox activity of + 3.5 V/Li:Liº.

BEISPIEL 8EXAMPLE 8

525 mg α,ω-Bis(aminopropyl)poly(tetrahydrofuran) 750 werden in Acetonitril gelöst und 640 mg Tri phenylpyriliumtrifluormethylsulfonat zugegeben. Die Bildung des Trifluormethylsulfonats von α,ω-Bis(triphenylpyridiniumpropyl)polytetrahydrofuran 750 erfolgt spontan. Das Polymer wird mit Wasser gefällt und dann im Vakuum bei 40ºC getrocknet. 0,832 g dieses Materials werden in 5 ml wasserfreiem THF gelöst und zu 194 mg Dilithiophenazin, wie in Beispiel 7 hergestellt, zugegeben. Das resultierende Polymer wird mit Wasser gefällt und durch Lösung/Fällung im Lösungsmittelpaar THF/Wasser, dann Dichlormethan/Ether, gereinigt. Nach Trocknung wird ein Elastomer erhalten, das wie jenes in Beispiel 7 Redoxeigenschaften aufweist, wobei Oxidation zwischen 3,2 und 3,6 V / Li : Liº erfolgt.525 mg of α,ω-bis(aminopropyl)poly(tetrahydrofuran) 750 are dissolved in acetonitrile and 640 mg of triphenylpyrilium trifluoromethylsulfonate are added. The formation of the trifluoromethylsulfonate of α,ω-bis(triphenylpyridiniumpropyl)polytetrahydrofuran 750 occurs spontaneously. The polymer is precipitated with water and then dried in vacuo at 40°C. 0.832 g of this material is dissolved in 5 ml of anhydrous THF and added to 194 mg of dilithiophenazine prepared as in Example 7. The resulting polymer is precipitated with water and purified by dissolution/precipitation in the solvent pair THF/water, then dichloromethane/ether. After drying, an elastomer is obtained which, like that in Example 7, has redox properties, with oxidation occurring between 3.2 and 3.6 V / Li : Liº.

BEISPIEL 9EXAMPLE 9

Ein elektrochemischer Stromerzeuger wird mit einer Kathode aus metallischem Lithium mit 18 um Dicke gebildet, die auf einem Stromsammler aus Polypropylen (8 um) auflaminiert ist, der mit 150 nm Molybdän metallisiert ist. Der Elektrolyt besteht aus einem Copolymer von Ethylenoxid mit Allylglycidylether, der Vernetzung ermöglicht, in Form eines Films mit 40 um und beladen mit Bis(trifluormethylsulfonyl)imid-lithium, um ein O/Li-Verhältnis von 14 zu erhalten. Die Anode enthält 55 Vol.-% des Polymers aus Beispiel 3 nach Lösung von Bis(trifluormethylsulfonyl)imid-lithium in einer Konzentration von 1 Mol Salz pro 14 Oxyethylen-Einheiten, 40 Vol.-% Lithiummanganit Li0,2Mn&sub2;O&sub4; und 5 Gew.-% Ruß vom Typ Ketjenblack® (AKZO Chemicals). Das Verbundmaterial wird in Acetonitril dispergiert und gemahlen und auf einem Stromsammler ausgebreitet, der mit dem der Kathode identisch ist, so dass ein Film mit 95 um Dicke gebildet wird. Das elektrochemische System wird durch Lamination assembliert. Der Einsatz eines Mischleitungspolymers für die Anode ermöglicht, für einige Dutzend Sekunden höhere elektrische Leistung zu erzielen (J = 2 mA.cm&supmin;² bei V = 2,5 V und 60ºC), wobei die Kinetik der Bildung von Radikalanionen im Inneren des Polymers rascher ist als jene, die der Diffusion von Lithiumionen im Einbaumaterial entspricht. Die Elektronenleitfähigkeit ermöglicht überdies, den Kohlenstoffanteil in der Zusammensetzung zu verringern, was einen Vorteil in Bezug auf das Gewicht und eine geringere Porosität des Films bewirkt.An electrochemical generator is formed with a cathode of metallic lithium 18 µm thick laminated on a current collector of polypropylene (8 µm) metallized with 150 nm of molybdenum. The electrolyte consists of a copolymer of ethylene oxide with allyl glycidyl ether, which allows cross-linking, in the form of a 40 µm film and loaded with bis(trifluoromethylsulfonyl)imide-lithium to obtain an O/Li ratio of 14. The anode contains 55 vol.% of the polymer of Example 3 after dissolution of bis(trifluoromethylsulfonyl)imide-lithium at a concentration of 1 mole of salt per 14 oxyethylene units, 40 vol.% of lithium manganite Li0.2Mn₂O₄ and 5% by weight of Ketjenblack® carbon black (AKZO Chemicals). The composite material is dispersed and ground in acetonitrile and spread on a current collector identical to that of the cathode to form a film 95 µm thick. The electrochemical system is assembled by lamination. The use of a mixed conduction polymer for the anode makes it possible to obtain higher electrical power for a few tens of seconds (J = 2 mA.cm-2 at V = 2.5 V and 60ºC), the kinetics of the formation of radical anions inside the polymer being faster than those corresponding to the diffusion of lithium ions in the incorporation material. The electronic conductivity also makes it possible to reduce the carbon content in the composition, which provides an advantage in terms of weight and lower porosity of the film.

BEISPIEL 10EXAMPLE 10

7 g Poly(oxyethylenglykol) mit MG 1.000 werden durch Reaktion mit 1 ml 2,2-Dimethoxypropan und Destillation der überschüssigen Reaktanden und der Reaktionsprodukte im Vakuum dehydratisiert. Das Polymer wird in 40 ml wasserfreiem THF gelöst und 350 mg Natriumhydrid zugegeben. Nach Ende der Reaktion, das anhand des Endes der Wasserstoffentwicklung beobachtbar ist, werden 2,75 g Bis-(9,10-dichlormethyl)anthracen zugegeben. Sofort ist ein Natriumchlorid-Niederschlag zu beobachten. Nach Ende der Reaktion innerhalb einiger Stunden wird die Suspension zentrifugiert, und der Überstand wird mit kaltem Ether gefällt. Das Polymer wird durch Ultrafiltration in Wasser gereinigt, indem eine Membran eingesetzt wird, deren Cutoff bei 5.000 liegt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wird ein weiches Material erhalten, das eine Redoxaktivität von + 1,4 V / Li : Liº unter Bildung eines Radikalanion. Polymers Anth - und von +3,4 V / Li : Liº unter Bildung eines Radikalkation-Polymers Anth + aufweist.7 g of poly(oxyethylene glycol) with MW 1,000 are dehydrated by reaction with 1 ml of 2,2-dimethoxypropane and distillation of the excess reactants and reaction products in vacuo. The polymer is dissolved in 40 ml of anhydrous THF and 350 mg of sodium hydride is added. After the reaction has ended, which can be observed by the end of the evolution of hydrogen, 2.75 g of bis(9,10-dichloromethyl)anthracene is added. A sodium chloride precipitate is immediately observed. After the reaction has ended within a few hours, the suspension is centrifuged and the supernatant is precipitated with cold ether. The polymer is purified by ultrafiltration in water using a membrane with a cutoff of 5,000. After evaporation of the solvent, a soft material is obtained which has a redox activity of +1.4 V/Li:Liº with formation of a radical anion polymer Anth- and of +3.4 V/Li:Liº with formation of a radical cation polymer Anth+.

BEISPIEL 11EXAMPLE 11

Das Lithiumsalz von 1,1'-Bismercaptoferrocen wird nach dem Verfahren von F. Brandt & T. Rauchfuss [J. Am. Chem. Soc. 114, 1926 (1992)1 hergestellt; 12 mMol dieses Salzes in wasserfreiem THF werden mit 13,2 g α,ω-Dibromoligooxyethylen umgesetzt, das aus gehend von Polyethylenglykol mit MG 1.000 gemäß Beispiel 7 hergestellt wurde. Das Gemisch wird bei 60ºC 3 h lang gerührt. Das erhaltene Polymer wird auf einer Säule eluiert, die ein Gemisch aus makroporösen (kationischen und anionischen) Ionenaustauschharzen enthält, so dass das gebildete Lithiumbromid entfernt wird. Das Polymer wird mit Ether gefällt und durch Lösung/Fällung (Dichlormethan/Ether) gereinigt. Das Material weist eine Redoxaktivität von + 2,5 V / Li : Liº auf.The lithium salt of 1,1'-bismercaptoferrocene is prepared according to the method of F. Brandt & T. Rauchfuss [J. Am. Chem. Soc. 114, 1926 (1992)1; 12 mmol of this salt in anhydrous THF are reacted with 13.2 g of α,ω-dibromo-ligooxyethylene, which is prepared from starting from polyethylene glycol of MW 1,000 according to Example 7. The mixture is stirred at 60ºC for 3 hours. The polymer obtained is eluted on a column containing a mixture of macroporous (cationic and anionic) ion exchange resins so as to remove the lithium bromide formed. The polymer is precipitated with ether and purified by solution/precipitation (dichloromethane/ether). The material has a redox activity of + 2.5 V / Li : Liº.

BEISPIEL 12EXAMPLE 12

2 g Jeffamine® ED2000 und 0,55 g Footballen (Buckminsterfulleren) C&sub6;&sub0;, das von Aldrich im Handel erhältlich ist, werden als Lösungen in Toluol vermischt. Die Lösung wird in einen Glasring (Durchmesser: 40 mm) gegossen, der auf einer polierten PTFE-Scheibe angeordnet ist. Nach einigen Stunden geliert die Lösung. Durch Abdampfen des Lösungsmittels wird ein elastischer Feststoff mit dunkelgelber Färbung erhalten, der eine Redoxaktivität von +2,4 V / Li : Liº aufweist.2 g of Jeffamine® ED2000 and 0.55 g of footen (buckminsterfullerene) C₆₀, commercially available from Aldrich, are mixed as solutions in toluene. The solution is poured into a glass ring (diameter: 40 mm) placed on a polished PTFE disk. After a few hours, the solution gels. Evaporation of the solvent gives an elastic solid with a dark yellow color, which has a redox activity of +2.4 V / Li : Liº.

BEISPIEL 13EXAMPLE 13

Ein elektrochemischer Stromerzeuger wird gemäß Beispiel 9 gebildet. Die Zusammensetzung der Anode wird so modifiziert, dass sie 55 Vol.-% des Polymers aus Beispiel 7 nach Lösung von Bis(trifluormethylsulfonyl)imid-lithium in einer Konzentration von 1 Mol Salz pro 18 Oxyethylen-Einheiten und 14 Vol.-% Lithiumcobaltit Li0,3CoO&sub2; enthält. Die Entladungskurve dieses Stromerzeugers zeigt, dass die Entladungskinetik unter dem Potential von EGrenz = 3,4 V aufgrund der Tatsache des Verschwindens der Elektronenleitfähigkeit des Redoxpolymers sehr langsam ist. Die Kinetik ist im Bereich einer Spannung von 3,5-3,7 V maximal.An electrochemical generator is formed according to Example 9. The composition of the anode is modified to contain 55 vol.% of the polymer from Example 7 after dissolution of bis(trifluoromethylsulfonyl)imide lithium in a concentration of 1 mol of salt per 18 oxyethylene units and 14 vol.% of lithium cobaltite Li0.3CoO2. The discharge curve of this generator shows that the discharge kinetics below the potential of Elimit = 3.4 V are very slow due to the fact of the disappearance of the electronic conductivity of the redox polymer. The kinetics are maximum in the range of voltage of 3.5-3.7 V.

BEISPIEL 14EXAMPLE 14

Eine elektrochemischer Stromerzeuger umfasst einen Polymerelektrolyten gemäß Beispiel 9. Die beiden Elektroden sind symmetrisch und bestehen aus einem Film aus dem Polymer aus Beispiel 8 mit einer Dicke von 10 um, der mit Kaliumtrifluormethylsulfonat beladen ist, das auf Stromsammlern aus Polypropylen (8 um) aufgetragen ist, das mit 20 nm Nickel metallisiert ist. Der Stromerzeuger wird durch Laminieren assembliert. Er weist eine Leistung von 0,05 Coulomb pro cm² bei einer Spannung von 2 V mit sehr rascher Kinetik auf. Diese Art von Stromerzeuger ist als "Superkapazität" einsetzbar, um plötzlich erhöhe elektrische Leistung zu liefern oder zu speichern.An electrochemical generator comprises a polymer electrolyte according to Example 9. The two electrodes are symmetrical and consist of a film of the polymer of Example 8 with a thickness of 10 µm loaded with potassium trifluoromethylsulfonate, which is deposited on current collectors made of polypropylene (8 µm) coated with 20 nm nickel metallized. The generator is assembled by lamination. It has a power of 0.05 coulomb per cm² at a voltage of 2 V with very fast kinetics. This type of generator can be used as a "supercapacitor" to supply or store suddenly increased electrical power.

Claims (15)

1. Segmentcopolymer, in dem die Hauptkette aus gleichen oder unterschiedlichen organischen Segmenten A mit einer Valenz i, wobei gilt: 1 ≤ i ≤ 6, und aus gleichen oder unterschiedlichen Segmenten B mit einer Valenz j, wobei gilt: 1 ≤ j ≤ 6, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente B reversible Redoxeigenschaften besitzen und zumindest eine Einheit enthalten, die von einem aromatischen Molekül abgeleitet ist, das durch Abgabe oder Aufnahme von zumindest einem Elektron stabile anionische oder kationische Radikalspezies bilden kann, wobei zumindest ein Teil der Segmente A solvatisierende Segmente sind, ausgewählt aus Homopolymeren von Ethylenoxid oder Propylenoxid, Copolymeren von Ethylenoxid und Propylenoxid und Copolymeren von Ethylenoxid oder Propylenoxid mit einem durch Bildung von Etherbindungen polymerisierbaren Comonomer, wobei jedes Segment A über eine Gruppe Y mit zumindest einem Segment B verbunden ist und jedes Segment B über ein Gruppe Y mit zumindest einem Segment A verbunden ist, wobei die Gruppe Y aus Ether-, Thioether-, sekundären Amino-, tertiären Amino-, sekundären Amid-, tertiären Amid-, Imid-, quaternären Ammonium- und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung aufweisenden Gruppen ausgewählt ist, und dass das gewichtete Molmittel von i und das gewichtete Molmittel von j jeweils 2 sind.1. Segment copolymer in which the main chain consists of identical or different organic segments A with a valence i, where: 1 ≤ i ≤ 6, and of identical or different segments B with a valence j, where: 1 ≤ j ≤ 6, characterized in that the segments B have reversible redox properties and contain at least one unit derived from an aromatic molecule that can form stable anionic or cationic radical species by donating or accepting at least one electron, wherein at least some of the segments A are solvating segments selected from homopolymers of ethylene oxide or propylene oxide, copolymers of ethylene oxide and propylene oxide and copolymers of ethylene oxide or propylene oxide with a comonomer polymerizable by forming ether bonds, wherein each segment A is connected to at least one segment B via a group Y and each segment B is connected to at least one segment A via a group Y, wherein the group Y consists of ether, thioether, secondary amino, tertiary amino, secondary amide, tertiary amide, imide, quaternary ammonium and carbon-carbon bond-containing groups is selected and that the weighted mole average of i and the weighted mole average of j are each 2. 2. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem aromatischen Molekül abgeleitete Einheit aus aromatischen Tetracarbonsäurediimido-Gruppen ausgewählt ist, z. B. die Pyromellithsäurediimido-Gruppe, die Benzophenontetracarbonsäurediimido-Gruppe, die 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäurediimido-Gruppe und die 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäurediimido-Gruppe.2. Copolymer according to claim 1, characterized in that the unit derived from an aromatic molecule is selected from aromatic tetracarboxylic acid diimido groups, for example the pyromellitic acid diimido group, the benzophenonetetracarboxylic acid diimido group, the 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid diimido group and the 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid diimido group. 3. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem aromatischen Molekül abgeleitete Einheit aus quaternären aromatischen Dikationen ausgewählt ist, z. B. aus 4,4'-Dipyridinium und trans-1,2-Bis(pyridinium)ethylen.3. Copolymer according to claim 1, characterized in that the unit derived from an aromatic molecule is selected from quaternary aromatic dications, for example from 4,4'-dipyridinium and trans-1,2-bis(pyridinium)ethylene. 4. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem aromatischen Molekül abgeleitete Einheit aus substituierten aromatischen Diaminogruppen ausgewählt ist, z. B. die 1,4-Phenylendiamino-Gruppe und die 4,4'-Stilbendiamino-Gruppe.4. Copolymer according to claim 1, characterized in that the unit derived from an aromatic molecule is selected from substituted aromatic diamino groups, for example the 1,4-phenylenediamino group and the 4,4'-stilbenediamino group. 5. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem aromatischen Molekül abgeleitete Einheit aus Alkyldiarylamino-Gruppen mit kondensierten Kernen ausgewählt ist, z. B. die 9,10-Dicarbylphenazino-Gruppe und die N,N'-Bisacridino-Gruppe.5. Copolymer according to claim 1, characterized in that the unit derived from an aromatic molecule is selected from alkyldiarylamino groups with condensed nuclei, for example the 9,10-dicarbylphenazino group and the N,N'-bisacridino group. 6. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem aromatischen Molekül abgeleitete Einheit aus von aromatischen Kohlenwasserstoffen und Metallocendiylen abgeleiteten Gruppen ausgewählt ist, z. B. 9,10-Bis(methylen)anthracen und 1,1'-Ferrocendiyl.6. Copolymer according to claim 1, characterized in that the unit derived from an aromatic molecule is selected from groups derived from aromatic hydrocarbons and metallocenediyls, for example 9,10-bis(methylene)anthracene and 1,1'-ferrocenediyl. 7. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Bildung von Etherbindungen polymerisierbare Comonomer aus Oxymethylen, Oxetan, Tetrahydrofuran, Methylglycidylether und Dioxolan ausgewählt ist.7. Copolymer according to claim 1, characterized in that the comonomer polymerizable by formation of ether bonds is selected from oxymethylene, oxetane, tetrahydrofuran, methyl glycidyl ether and dioxolane. 8. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das solvatisierende Segment aus Polyiminen ausgewählt ist.8. Copolymer according to claim 1, characterized in that the solvating segment is selected from polyimines. 9. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Segmente A nicht-soivatisierende Segmente sind, die aus Arylen- und Arylalkylenresten ausgewählt sind.9. Copolymer according to claim 1, characterized in that at least a part of the segments A are non-sovitizing segments selected from arylene and arylalkylene radicals. 10. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Segmente A durch Segmente A' ersetzt ist, die eine Gruppe enthalten, welche die Bildung eines Netzwerks ermöglicht, und/oder dass ein Teil der Segmente B durch Seg mente B' ersetzt ist, die keine Redoxfunktion aufweisen, jedoch eine Gruppe tragen, die die Bildung eines Netzwerks ermöglicht.10. Copolymer according to claim 1, characterized in that at least part of the segments A is replaced by segments A' containing a group which enables the formation of a network and/or that part of the segments B is replaced by segments elements B', which do not have a redox function but carry a group that enables the formation of a network. 11. Material, das ein Salz und ein festes polymeres Lösungsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Losungsmittel nach Anspruch 1 zusammengesetzt ist.11. Material containing a salt and a solid polymeric solvent, characterized in that the polymeric solvent is composed according to claim 1. 12. Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymer vernetzt ist.12. Material according to claim 11, characterized in that the copolymer is cross-linked. 13. Material nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz aus den Salzen (1/mM)&spplus;X³&supmin; ausgewählt ist, wobei M ein Proton, ein Ion eines Metalls mit der Valenz m, ausgewählt aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Übergangsmetallen und Seltenen Erden, oder ein Ammonium-, Amidinium- oder Guanidiniumion darstellt; wobei X³ ein Anion mit delokalisierter elektrischer Ladung darstellt, z. B. Br&supmin;, ClO&sub4;&supmin;, AsF&sub6;&supmin;, RFSO&sub3;&supmin;, (RFSO&sub2;)&sub2;N&supmin;, (RFSO&sub2;)&sub3;C&supmin; oder (RFSO&sub2;)&sub2;CY¹&supmin; wobei RF eine Perfluoralkyl- oder Perfluoraryl-Gruppe darstellt und Y¹ eine Elektronen anziehende Gruppe darstellt.13. Material according to one of claims 11 and 12, characterized in that the salt is selected from the salts (1/mM)⁺X³⁻, where M represents a proton, an ion of a metal with valence m, selected from alkali metals, alkaline earth metals, transition metals and rare earths, or an ammonium, amidinium or guanidinium ion ; where X³ represents an anion with a delocalized electrical charge, e.g. Br⁻, ClO₄⁻, AsF₆⁻, RFSO₃⁻, (RFSO₂)₂N⁻, (RFSO₂)₃C⁻ or (RFSO₂)₂CY¹⁻ where RF represents a perfluoroalkyl or perfluoroaryl group and Y¹ represents an electron-attracting group. 14. Elektrochemischer Generator, umfassend einen polymeren Festelektrolyten oder einen plastifizierten Elektrolyten oder einen Elektrolyten in Form eines Gels, das aus einem Polymer und einen flüssigen Lösungsmittel besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine seiner Elektroden ein Segmentcopolymer nach Anspruch 1 enthält.14. Electrochemical generator comprising a polymeric solid electrolyte or a plasticized electrolyte or an electrolyte in the form of a gel consisting of a polymer and a liquid solvent, characterized in that at least one of its electrodes contains a segment copolymer according to claim 1. 15. Lichtmodulationsvorrichtung, umfassend eine negative Elektrode, die im Wesentlichen aus einem Segmentcopolymer nach Anspruch 1 besteht.15. A light modulation device comprising a negative electrode consisting essentially of a segmented copolymer according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015120971A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 Jenabatteries GmbH Redox flow cell for storing electrical energy and use thereof

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3953100B2 (en) * 1995-01-27 2007-08-01 レイケム・コーポレイション Gels from anhydride-containing polymers
US6248883B1 (en) 1998-07-31 2001-06-19 Moltech Corporation Methods of purifying lithium salts
JP2001209078A (en) 2000-01-26 2001-08-03 Nippon Mitsubishi Oil Corp Electrochromic device
DE102006052139A1 (en) 2006-11-06 2008-05-08 Clariant International Limited Universal stir-in pigments
EP2183302A4 (en) * 2007-09-07 2011-06-29 Univ Akron Molecule-based magnetic polymers
US8658751B2 (en) 2007-09-07 2014-02-25 The University Of Akron Molecule-based magnetic polymers and methods
WO2012121145A1 (en) * 2011-03-10 2012-09-13 株式会社 村田製作所 Electrode active material, electrode, and secondary battery
CN102504213B (en) * 2011-11-15 2013-08-28 上海交通大学 Soluble benzenetetracarboxylic diimide group-containing full-conjugated polymer and preparation method thereof
WO2013157458A1 (en) * 2012-04-18 2013-10-24 株式会社村田製作所 Electrode and method for manufacturing said electrode, and secondary cell
JP6852662B2 (en) * 2017-12-08 2021-03-31 株式会社豊田中央研究所 Viologen compounds, their manufacturing methods, negative electrode active materials and power storage devices
CN108727251B (en) * 2018-05-17 2021-03-02 商丘师范学院 Magnetic cobalt (II) complex based on 4, 4' -bipyridyl-itaconic acid derivative ligand and preparation method thereof
JP7180584B2 (en) * 2019-11-01 2022-11-30 株式会社豊田中央研究所 METHOD FOR MANUFACTURING METAL ORGANIC STRUCTURE, ELECTRODE FOR ELECTRICITY STORAGE DEVICE, ELECTRIC STORAGE DEVICE, AND METAL ORGANIC STRUCTURE

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3819583A (en) * 1971-09-10 1974-06-25 Dainichi Nippon Cables Ltd Method of preparing ferrocene polymers
DE3000168A1 (en) * 1980-01-04 1981-07-09 Bayer Ag, 5090 Leverkusen ELECTRICALLY CONDUCTIVE CYCLIC POLYIMIDES
CA1202072A (en) * 1981-12-28 1986-03-18 Yoram S. Papir Batteries fabricated with electroactive polymers
MA20046A1 (en) * 1983-03-11 1984-10-01 Elf Aquitaine Macromolecular material consisting of a salt in solution in a copolymer.
DE3419788A1 (en) * 1984-05-26 1985-11-28 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt COPOLYMERS AND BLENDS OF POLYMERS WITH A CONJUGATED (PI) SYSTEM
US5242713A (en) * 1988-12-23 1993-09-07 International Business Machines Corporation Method for conditioning an organic polymeric material
FR2646162B1 (en) * 1989-04-21 1993-01-08 Rhone Poulenc Chimie PROCESS FOR THE PREPARATION OF POLYSILYLPOLYYNES AND POLYMERS OBTAINED AT THE END OF THIS PROCESS
US5104944A (en) * 1989-07-18 1992-04-14 International Business Machines Corporation Process for nucleophilic derivatization of materials having an imide group conjugated to an aromatic moiety
JP2523224B2 (en) * 1989-12-05 1996-08-07 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン Charge transfer salts and their use

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015120971A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 Jenabatteries GmbH Redox flow cell for storing electrical energy and use thereof

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